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基于VB和VRML的虚拟仿真实验系统设计

王金玉

呼和浩特职业学院，010051

摘要：这篇文章介绍了基于VB和VRML技术的数控仿真教学系统的设计与实现。本文利用图形公司推出的VRML环境(CortonaSDK)并行开发平台实现了功能，并在技术系统中采用了基于ActiveX技术的面向对象编程方法。实践证明，该系统具有良好的稳定性和较强的仿真功能。

并在技术系统中采用了基于ActiveX技术的面向对象编程方法。实践证明，该系统具有良好的稳定性和较强的仿真功能。

关键词：数控仿真；VRML技术；CortonaSDK。

1.操作指南

目前，国内外许多公司都在数控机床上开发仿真软件，比较流行的有四种方案：

（1）C 和OpenGL技术的开发;

（2）C 和现有建模软件的开发;

（3）基于CAD/CAM软件的二次开发；

（4）基于VRML技术的开发。

CortonaSDK是由并行图形公司为VRML环境推出的最新开发平台。该技术系统采用了基于ActiveX技术的面向对象编程方法，并提供了VC、VB、Delphi、JavaScript等的类型开发库。它适用于各种开发语言，是一套功能强大的VRML虚拟应用程序性能和优秀的开发平台。它适用于各种开发语言，是一套功能强大的VRML虚拟应用程序性能和优秀的开发平台。

本文讨论了虚拟现实建模语言(VirtualReality ModelingLanguage，VRML)[1-3]建立虚拟三维实验仪器模型的方法。并利用可视化编程语言VB设计并开发了一个交互式虚拟实验平台。该平台提供了一个友好的界面，用户可以轻松地 选择各种实验仪器，三维虚拟实验场景的合成，用户使用键盘或鼠标来控制虚拟场景中虚拟仪器的运动，并根据用户的指令进行实战。 将静态VRML场景转换为交互式VRML场景文件；从而控制各种仪器的运动实验。利用VB和VRML开发了材料性能测试虚拟模拟实验室系统，主要包括拉伸试验、压缩破坏试验、压杆稳定性试验、冲击试验和疲劳试验。并提供两次开发功能强大，可以轻松修改、添加和删除实验项目。

1.系统结构设计

VSLS结构模型将C/S模式和B/S模式相结合。虚拟仿真实验部分采用C/S结构，智能网络通信，答疑部分采用基于JSP的B/S结构模型。C/S部分采用VB和VRML实现，主要包括实验程序模块、虚拟仪器库模块、数据库模块、模块性能参数、virt等模块的组成。 UAL场景模块，数据处理模块，每个模块通过动态数据交换(动态数据交换，DDE)[4]连接，如图1所示。

主要模块的功能如下：

（1）虚拟仪器库模块。该模块的主要功能是静态vrml文件存储实验仪器和样品(vr实体)，控制按钮，脚本定义虚拟现实。 对应(脚本)，检测器和接触式检测器的时间，位置插值器和相应的路由信息。

（2）性能库模块。该模块的主要功能是在不同的实验条件下，如形状，将性能指标参数存储在不同的样本中。 试样、等级、试验温度、湿度、热处理状态、以及相应的拉伸性能参数（时间、载荷和位移等）。这些参数值是真实的DAT。 在拉伸试验过程中，可以将系统接口导入到加法存储器中。

（3）虚拟仿真模块，该模块由虚拟场景和VB控制台组成，主要功能是选择所需的实验仪器和虚拟环境中的虚拟实体。 场景中，性能指标参数由VB控制台控制，分别从仪表库和性能库读取所选择的虚拟仪器描述相应的 按钮，电钮,然后，给出检测器、检测器、触点位置内插器的脚本定义时间、相应的路由信息和对应于数据处理的虚拟样本。 无聊的虚拟场景交互实验。

B/S结构主要包括Web服务数据库、知识库、智能在线服务。Web服务数据库提供用户登录、注册和基本的个人信息 信息和其他功能。知识库和智能在线服务主要实现在线交流、答疑功能。知识库和智能在线服务主要实现在线交流、答疑功能。管理员在某种组织方式上将面临共同的困难问题， 将字段问题存储到知识库中，用户在面对难题时，问答系统基于用户对问题的描述，基于知识库的智能检索，根据内容的相关程度，给出答案。 用户，如没有满意的回答系统，将采用两种方法进行后续处理：自动信息将通过电子邮件发送给相应的问题专家主体，当专家就问题解答时，系统将自动将电子邮件发送给发问者； E期发表在Qamp;A布告栏(BBS)上，询问答案，有人回答，系统通过电子邮件通知用户。然后，系统将解决问题排序。 进入知识库领域，使其他用户遇到类似的问题，系统可以自动给出答案。系统的完备性和智能性，将随着智能基地的扩展而不断扩展。 继续扩张。系统模型如图2所示。

3.关键技术

3.1VR模型

完整的三维模型应该包括几何模型和物理模型，几何模型主要是表示模型的形状、外观、位置、材料和纹理，只反映静态。 虚拟对象的特性，以及物理模型的主要动态特性，虚拟对象的速度、加速度、位移和变形等[5]。

几何建模有两种方法。一个是通过编译源代码保存到*.wrl文件格式，两个是通过第三方建模软件(如：3DMAX，Maya) )制作三维模型，然后将*.wrl格式输入VRML世界，编辑它们与虚拟现实世界的位置和关系，形成一个统一的整体。

物理模型的建立需要VRML脚本、时间传感器节点、空间位置节点和空间传感器节点共同完成，时间传感器将信息发送给特定的时钟c。 轮转，脚本脚本自动计算新的物理特征，然后根据物体运动特征值，如速度、加速度、位移等来计算每个物体。 变形等等。

3.2 VRML实时访问数据库

VRML可以通过数据库嵌入JavaScript语言实现信息交互，在URL域中实现脚本节点中的语言脚本包。通过数据库编写脚本语言 。SQL表和数据库。SQLConsor事件自动对数据库操作后，数据将被更改为一种自我支持类型。该程序采用VRML和JavaScript混合编程实现。JavaScript脚本将被插入到脚本节点语句的URL域中，得到VRML的数据包 脚本中支持的格式和数据库的操作连接,然后通过脚本节点传输到其他节点的输入接口域。程序片段如下：

def示例脚本{

url“JavaScript：#声明脚本语言类型如下。

database.connect(数据库类型、服务器名称、用户名、密码、数据库名)#数据库操作

RecordSet=this.database.Execute(从数据库中选择*)#检索数据并记录

Variable_Changed=RecordSet“}#封装的数据并将其发送到数据输出接口

这样，其他节点就可以直接从输出接口调用数据。

3.3开发交互式虚拟场景

交互式虚拟实验的关键在于能够与用户交互的虚拟实体。例如，用户可以决定开式卡盘加载、夹紧试样、拉伸和压缩件的类型。 在拉伸机前停下来。这就需要加入虚拟现实场景中的控制按钮，以实现虚拟场景与用户的交互。

当用户单击控制按钮，然后触发触点检测器，通过路由和脚本定义功能将触点触发时间分配给检测器的启动时间，由于具有良好的时间周期定义的时间检测器，随着时间的变化，会产生时间分数值的变化。通过点值的路径传递给位置插值数值设置点。根据这个值，定义了计算运动路径的位置插值，Corre。 响应路由后值位置的时间变化，该值传递给相应的VR实体的位移变量，从而改变了VR实体的位置、VR实体的运动。VR实体的不同路径定义虚拟场景对应，根据以上步骤实现移动或DE 形成，完成虚拟实验场景的交互。

该系统将交互式虚拟场景放入虚拟仪器库，当用户选择一个样本或虚拟仪器，测量工具，控制程序可以从虚拟模型库(.wrl)检索VRML文件的这些模型及其相应的属性信息，然后使用组组、转换组和INL。 INN节点组节点分组和几何变化，它们被组合成一个虚拟实验场景，过程如图3所示。将包含游标卡尺的动态信息和示例文件存储为Vernier.wrl和Sample.wrl。当用户选择时间游标卡尺和拉伸测试样本时，两个 模型系统从库中的虚拟场景中读取文件及其相应的属性信息。访问这些信息后，后台程序将自动将模型f 按照顺序进行分组和几何变换，虚拟实验场景的形成统一协调，游标卡尺动态测量试样直径。如果选择不同的样本，系统可以读取场景样本模型di。 与图书馆不同的是，可以测量选定的样品直径，如图4所示。

部分虚拟3D场景截图的VSLS如图5，6所示。

3.4用户界面模块的实现

VISUALBASIC 6工具面板按钮按下、弹出、旋转等动态效果是通过映射方法实现的.例如：上面的按钮是按钮在图片中按下，底部是按钮图像的正常状态。

代码示例的实现：

私有Sub Image 3_mousedown(Indexas Integer，Button as Integer，Shift as Integer，X作为Single，Y作为Single)

“控制面板按钮不可见

图3(1).Visible=false

私有子图3_mouseUp(Indexas Integer，Button作为Integer，Shift as Integer，X作为Single，Y作为单)lsquo;控制面板按钮是可见

图3(1).Visible=True

...........

在此机器目录中调用默认VRML场景文件的代码示例：

Private Sub Form_Load()

hellip;

Cortona1.Height = Screen.Height

Cortona1.Width = Frame1.Left

Cortona1.Scene = 'vrmlfanuc 0it.wrl'

hellip;

End Sub

4.结论

基于VB和VRML平台的虚拟场景真实感图像。交互操作方便，具有很强的交互性、互操作性、开放性和沉浸性，用户可以亲自操作。在三维场景漫游中，还可以选择实验设备进行虚拟场景的组合，并提供强大的在线交换、答疑模块。系统组成传统的可视化、交互、沉浸仿真实验都不是很强的弱点，拓宽了虚拟现实的应用领域。

参考文献：

[1] Tang Jia-li, Yao Zheng-jun, Huang Bin, Wang Hong-jie. Virtual experiment

simulation system based on VB and VRML [J].Computer engineering and

design. 2006, pp.88-91

[2] Gong Yanjue, et al. Research on the simulation technology of virtual NC

machining based on VRML [J]. Machine Tool amp; Hydraulics, 2002(01), pp.

98-100 3.

[3] Huang Wenli, Lu Bihong. Realization of CNC lathe operation and machining

simulation based on VRML [J]. Journal of Dalian Railway Institute,

2002(01), pp. 41-44

[4] Li Guolong, Guo Gang, Xu Zongjun. NC code simulation based on VRML

[J]. CAM and CNC machining. 2001(3), pp. 57-58

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